人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版-化學(xué)1-第三章 金屬及其化合物-第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì) 說(shuō)課一等獎(jiǎng)

《鐵的多樣性》導(dǎo)學(xué)案核心素養(yǎng)發(fā)展重點(diǎn)學(xué)業(yè)要求1.依據(jù)核心元素的化合價(jià)推斷物質(zhì)的氧化性或還原性。2．通過(guò)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提出有依據(jù)的假設(shè)，選取試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論。1.能辨識(shí)Fe、FeCl2、FeCl3等含鐵元素的物質(zhì)的重要的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)及其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并能用化學(xué)方程式、離子方程式正確表示典型物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)。2．能從元素化合價(jià)的角度、依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理預(yù)測(cè)鐵及其化合物的性質(zhì)及其物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并能分析、解釋有關(guān)現(xiàn)象。3．能利用鐵及其化合物的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系，設(shè)計(jì)制備、分離、檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單任務(wù)的方案，并分析科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)、生活中的某些常見(jiàn)問(wèn)題，說(shuō)明妥善保存、合理使用化學(xué)品的常見(jiàn)方法。自主學(xué)習(xí)鐵元素的存在1.含量鐵元素在地殼中的含量?jī)H次于eq\o(□,\s\up2(01))氧、eq\o(□,\s\up2(02))硅和eq\o(□,\s\up2(03))鋁。2.存在形態(tài)（1）游離態(tài)：存在于eq\o(□,\s\up2(04))隕鐵中。（2）化合態(tài)：主要以eq\o(□,\s\up2(05))＋2價(jià)和eq\o(□,\s\up2(06))＋3價(jià)的化合物存在。如黃鐵礦（主要成分是eq\o(□,\s\up2(07))FeS2）、赤鐵礦（主要成分是eq\o(□,\s\up2(08))Fe2O3）、磁鐵礦（主要成分是eq\o(□,\s\up2(09))Fe3O4）等。（3）日常生活用品中也有許多含有鐵元素的物質(zhì)，例如補(bǔ)鐵的保健品中含有eq\o(□,\s\up2(10))亞鐵鹽，紅色涂料中含有eq\o(□,\s\up2(11))三氧化二鐵，激光打印機(jī)的墨粉中含有eq\o(□,\s\up2(12))四氧化三鐵。亞鐵鹽和鐵鹽＋的氧化性＋的氧化性與還原性其他含有鐵元素的物質(zhì)1.鐵與水蒸氣的反應(yīng)續(xù)表方法一方法二實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用小試管收集一試管氣體，點(diǎn)燃，聽(tīng)到輕微的“噗”聲，證明生成了eq\o(□,\s\up2(01))H2用火柴點(diǎn)燃肥皂泡，聽(tīng)到爆鳴聲，證明生成了eq\o(□,\s\up2(02))H2實(shí)驗(yàn)結(jié)論鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)，但在高溫條件下能與eq\o(□,\s\up2(03))水蒸氣反應(yīng)，化學(xué)方程式為eq\o(□,\s\up2(04))3Fe＋4H2O（g）eq\o(=,\s\up10(高溫))Fe3O4＋4H22.鐵的氧化物名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式eq\o(□,\s\up2(05))FeOeq\o(□,\s\up2(06))Fe2O3eq\o(□,\s\up2(07))Fe3O4鐵的化合價(jià)eq\o(□,\s\up2(08))＋2eq\o(□,\s\up2(09))＋3eq\o(□,\s\up2(10))＋2、＋3顏色eq\o(□,\s\up2(11))黑色eq\o(□,\s\up2(12))紅棕色eq\o(□,\s\up2(13))黑色溶解性eq\o(□,\s\up2(14))不溶于水氧化物類(lèi)別eq\o(□,\s\up2(15))堿性氧化物eq\o(□,\s\up2(16))堿性氧化物復(fù)雜氧化物與鹽酸反應(yīng)的離子方程式eq\o(□,\s\up2(17))FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O、eq\o(□,\s\up2(18))Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O3.鐵的氫氧化物（1）鐵的氫氧化物的制備（2）化學(xué)性質(zhì)Fe（OH）2Fe（OH）3穩(wěn)定性很不穩(wěn)定，易被O2氧化不穩(wěn)定，受熱易分解：2Fe（OH）3eq\o(=,\s\up10(△))Fe2O3＋3H2O與鹽酸反應(yīng)（離子方程式）eq\o(□,\s\up2(24))Fe（OH）2＋2H＋=Fe2＋＋2H2Oeq\o(□,\s\up2(25))Fe（OH）3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.鐵及其化合物之間存在兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系：含有相同價(jià)態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，可借助eq\o(□,\s\up2(01))復(fù)分解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)；含有不同價(jià)態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，可借助eq\o(□,\s\up2(02))氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。2.寫(xiě)出下圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學(xué)方程式或離子方程式（合理即可）①eq\o(□,\s\up2(03))Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑②eq\o(□,\s\up2(04))3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))Fe3O4③eq\o(□,\s\up2(05))Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋3CO2④eq\o(□,\s\up2(06))FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2O⑤eq\o(□,\s\up2(07))Fe（OH）2＋2H＋=Fe2＋＋2H2O⑥eq\o(□,\s\up2(08))Fe2＋＋2OH－=Fe（OH）2↓⑦eq\o(□,\s\up2(09))4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3⑧eq\o(□,\s\up2(10))Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O⑨eq\o(□,\s\up2(11))2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－⑩eq\o(□,\s\up2(12))2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋?eq\o(□,\s\up2(13))Fe3＋＋3OH－=Fe（OH）3↓?eq\o(□,\s\up2(14))Fe（OH）3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O課堂探究一、亞鐵鹽和鐵鹽某同學(xué)檢驗(yàn)?zāi)彻I(yè)礦渣FeO中是否含F(xiàn)e2O3時(shí)的步驟為：取礦渣樣品eq\o(→,\s\up10(加稀HNO3),\s\do10(溶解))取上層清液于試管中eq\o(→,\s\up10(滴加KSCN溶液))溶液變?yōu)榧t色→結(jié)論，該礦渣中含F(xiàn)e2O3，其結(jié)論是否正確？為什么？提示：該同學(xué)的結(jié)論不一定正確。因?yàn)镠NO3能與FeO反應(yīng)生成Fe（NO3）3，故該同學(xué)結(jié)論不一定正確。＋和Fe2＋的檢驗(yàn)2.檢驗(yàn)Fe2＋溶液中是否含F(xiàn)e3＋的方法是：取待測(cè)液少許于試管中，向待測(cè)液中滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，證明含F(xiàn)e3＋。3.檢驗(yàn)Fe3＋溶液中是否含F(xiàn)e2＋的方法是：取待測(cè)液1～2mL于試管中，然后滴加幾滴KMnO4（H＋）溶液，若紫色褪去，證明含F(xiàn)e2＋。知識(shí)拓展在濃度相差不大的溶液中，同時(shí)含幾種還原劑（如某溶液中含有Fe2＋、Br－、I－）時(shí)，若加入一種氧化劑（如通入Cl2），則它首先與溶液中還原性最強(qiáng)的（I－）反應(yīng)，然后與還原性較強(qiáng)的反應(yīng)（即當(dāng)I－反應(yīng)完全后，再與Fe2＋反應(yīng)）；同理含幾種氧化劑時(shí)，所加還原劑先與氧化性最強(qiáng)的氧化劑反應(yīng)。幾種常見(jiàn)微粒的氧化性和還原性強(qiáng)弱順序：氧化性：MnOeq\o\al(－,4)（H＋）＞Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2還原性：I－＞Fe2＋＞Br－＞Cl－＞Mn2＋1.鐵的化合物常見(jiàn)的有①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4、④FeS、⑤Fe（OH）3、⑥NH4Fe（SO4）2·12H2O、⑦FeSO4，將上述物質(zhì)分別溶于足量稀鹽酸后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，已知K3[Fe（CN）6]溶液遇亞鐵鹽會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。下列說(shuō)法不正確的是（）A.滴加KSCN溶液不顯紅色，滴加新制氯水后顯紅色的是①④⑦B.加銅片能發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋的是②⑤⑥C.滴加KSCN溶液顯紅色，滴加KMnO4溶液紫色褪去的是③D.滴加K3[Fe（CN）6]溶液，能產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的是①③④⑦答案B解析題述含鐵元素的化合物溶于足量稀鹽酸后的溶液中含F(xiàn)e2＋不含F(xiàn)e3＋的為①FeO、④FeS、⑦FeSO4；含F(xiàn)e3＋不含F(xiàn)e2＋的為②Fe2O3、⑤Fe（OH）3、⑥NH4Fe（SO4）2·12H2O；既含F(xiàn)e2＋又含F(xiàn)e3＋的為③Fe3O4；A項(xiàng)說(shuō)明溶液中含F(xiàn)e2＋不含F(xiàn)e3＋，符合題意的為①④⑦；B項(xiàng)說(shuō)明溶液中含有Fe3＋，符合題意的為②③⑤⑥；C項(xiàng)說(shuō)明溶液中既含F(xiàn)e2＋又含F(xiàn)e3＋，符合題意的為③；D項(xiàng)說(shuō)明溶液中含有Fe2＋，符合題意的有①③④⑦。2.有下列三個(gè)氧化還原反應(yīng)：①2FeCl3＋2KI=2KCl＋2FeCl2＋I(xiàn)2②2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2FeCl3③2KMnO4＋16HCl（濃）=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O若某溶液中有Fe2＋、I－和Cl－，要氧化除去I－而不影響Fe2＋和Cl－，可加入的試劑是（）B．FeCl3C．Cl2D．HCl答案B解析本題可根據(jù)氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性、還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，并結(jié)合題述三個(gè)反應(yīng)進(jìn)行求解。因?yàn)镵MnO4、Cl2均可將Fe2＋氧化，所以除去I－又不影響Fe2＋和Cl－，只能選FeCl3。二、其他含有鐵元素的物質(zhì)Fe（OH）2很容易被空氣中的氧氣氧化，在制備Fe（OH）2時(shí)應(yīng)如何防止Fe（OH）2被氧化？提示：①隔絕空氣；②排除溶液中溶解的O2。制備Fe（OH）2的注意事項(xiàng)（1）Fe2＋極易被氧化，所以FeSO4溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配。（2）為了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液和NaOH溶液的蒸餾水要煮沸、冷卻，盡可能除去O2。（3）為防止Fe2＋被氧化，F(xiàn)eSO4溶液中要加少量鐵粉，還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機(jī)物，以隔絕空氣。（4）為了防止滴加NaOH溶液時(shí)帶入空氣，可將吸有NaOH溶液的長(zhǎng)滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再擠出NaOH溶液。3.由FeO、Fe2O3、Fe3O4組成的混合物，測(cè)得其中鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為21∶8，則這種混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物質(zhì)的量之比可能為（）∶2∶1B．1∶2∶3C．1∶3∶1D．1∶1∶3答案D解析由鐵元素與氧元素的質(zhì)量之比為21∶8，求得鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為3∶4，所以Fe3O4物質(zhì)的量的多少不影響混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比。Fe3O4可拆為FeO·Fe2O3，故只要FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為1∶1即可。4.用足量的CO還原g某種氧化物，將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到60g沉淀，則該氧化物是（）B．Fe2O3C．CuOD．Fe3O4答案B解析由生成CaCO360g可得反應(yīng)掉CO為mol，即32g金屬氧化物中含氧原子為mol，若該氧化物含有鐵原子：eq\fg－mol×16g·mol－1,56g·mol－1)＝mol，則N（Fe）∶N（O）＝∶＝2∶3，即該氧化物為Fe2O3。方法規(guī)律有固定的組成，屬于純凈物，不是混合物，由于其與非氧化性酸反應(yīng)生成鐵鹽和亞鐵鹽，故不屬于堿性氧化物。可看成FeO·Fe2O3，所以在書(shū)寫(xiě)其與鹽酸的反應(yīng)方程式時(shí)可看成FeO、Fe2O3分別與鹽酸反應(yīng)，然后把兩個(gè)反應(yīng)相加。三、鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.把鐵片分別加入足量的稀H2SO4和CuSO4溶液中，一段時(shí)間后分別取上層清液于兩支試管中分別滴加幾滴KSCN溶液，發(fā)現(xiàn)試管中的溶液均不顯紅色。說(shuō)明Fe與H＋、Cu2＋反應(yīng)生成的是Fe2＋還是Fe3＋？提示：Fe與H＋、Cu2＋反應(yīng)生成Fe2＋。2.紅熱的鐵絲在Cl2中劇烈燃燒反應(yīng)完全后，冷卻，把得到的固體粉末溶解在稀鹽酸中滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色。說(shuō)明Fe與Cl2反應(yīng)生成幾價(jià)鐵？提示：Fe與Cl2反應(yīng)生成＋3價(jià)鐵。鐵元素有三種價(jià)態(tài)：0價(jià)、＋2價(jià)和＋3價(jià)，這三種價(jià)態(tài)的鐵在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，通常稱之為“鐵三角”：（1）Fe只有還原性，可以被氧化成＋2價(jià)或＋3價(jià)的鐵如Fe＋2H＋=H2↑＋Fe2＋2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2FeCl33Fe＋4H2O（g）eq\o(=,\s\up10(高溫))Fe3O4＋4H2（2）Fe2＋既有氧化性又有還原性如2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Zn＋Fe2＋=Fe＋Zn2＋（3）Fe3＋具有較強(qiáng)的氧化性，可被還原為＋2價(jià)或0價(jià)的鐵如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋3CO25.下列物質(zhì)能通過(guò)化合反應(yīng)直接制得的是（）①FeCl2②FeCl3③Fe（OH）3④Fe3O4A.僅①②③B．僅②③C.僅①③④D．①②③④答案D解析①2FeCl3＋Fe=3FeCl2；②2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))2FeCl3；③4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3；④3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))Fe3O4。6.現(xiàn)有下列物質(zhì)：①新制氯水、②鐵、③銅、④稀硫酸。（1）將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，可選用的物質(zhì)有________；相關(guān)的離子方程式：________________________________________________________________。（2）將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，可選用的物質(zhì)有________；相關(guān)的離子方程式：_______